(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持する保持手段と、回転可能な切削ブレードを備え該保持手段に保持されたワークに切削水を供給しながら該ワークを切削加工する切削手段と、発光部と受光部とを有し該切削ブレードを検出する切削ブレード検出手段とを含む切削装置において、
該切削ブレード検出手段は、該発光部及び該受光部にエアを供給するエア供給ノズルと、水を吐出する水吐出手段と、該吐出された水によって該発光部及び該受光部を水没させる水没形成手段とを有し、
該水没形成手段は、該発光部及び該受光部が立設された底部と、該発光部及び該受光部を側方から包囲する包囲位置と該発光部及び該受光部の側方を開放する開放位置とに位置付けられる側壁部と、該切削手段によって押圧される被押圧部と、該被押圧部と該側壁部とを連結する連結部とを有し、
該側壁部は、該被押圧部が該切削手段に押圧されることによって該開放位置に位置付けされ、
該切削手段が該被押圧部を押圧しない状態では該側壁部が該包囲位置に位置付けされ、該水吐出手段から吐出された水が該側壁部と該底部とに囲まれた空間に供給されて該発光部及び該受光部が水没する切削装置。
【請求項２】
前記側壁部を前記包囲位置に付勢する付勢手段を備え、前記切削手段による前記被押圧部に対する押圧の方向は、該付勢手段の付勢方向と反対の方向である
請求項１に記載の切削装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の切削装置を用い、前記保持手段に保持されたワークを前記切削手段によって切削して個々のチップに分割するチップの生産方法であって、
少なくとも該ワークに切削水を供給しながら該ワークに前記切削ブレードを切り込ませて切削加工する間は、前記水没形成手段によって前記発光部及び前記受光部を水没させるチップの生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物（ワーク）を切削する切削ブレードを備えた切削装置に関し、更に詳しくは、発光部と受光部とを有し切削ブレードを検出する切削ブレード検出手段を装備した切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウェーハの表面に格子状に形成された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、各回路を区分するストリート（切断ライン）を切断してダイシングすることにより個々の半導体チップを製造している。
【０００３】
このようにして半導体ウェーハをダイシングする装置としては、例えば特許文献１に示すような切削装置が用いられている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削機構と、切削ブレードの切り込み深さを制御するにあたっての基準位置の設定や切削ブレードの欠けや磨耗の検出に用いる切削ブレード検出器を具備している。この切削装置においてチャックテーブルに保持された被加工物を切削する際には、回転する切削ブレードと被加工物との接触部位に対して切削水が供給されるため、切削により生じた切削屑が混じった切削水が飛散して切削ブレード検出器に付着することがある。切削ブレード検出器は、発光部から発光した光を受光部において受光し、受光量の変化に応じて切削ブレードを検知する構成となっているため、飛散した切削水や切削屑が発光部や受光部に付着すると、その付着物によって受光部における受光量が変化し、切削ブレードの位置を正確に認識できなくなったり、切削ブレードに欠けや摩耗があると誤認識するという問題がある。そこで、かかる問題を解決するために、本出願人は、発光部及び受光部を覆うことにより切削水が付着するのを防止するカバー機構を有する切削装置を提案した（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１１３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、切削ブレードが高速回転することによって切削水は霧状となって飛散するため、カバー機構によって発光部及び受光部を覆ったとしても、僅かでも隙間があると、その隙間から切削水が侵入するため、発光部及び受光部に付着することを十分に防ぐことは困難であった。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、切削作業中に飛散する切削水が切削ブレード検出器の発光部及び受光部に付着するのを防止し、切削ブレード検出器が切削ブレードの位置や状態を常に正確に検出できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第一の発明は、ワークを保持する保持手段と、回転可能な切削ブレードを備え保持手段に保持されたワークに切削水を供給しながらワークを切削加工する切削手段と、発光部と受光部とを有し切削ブレードを検出する切削ブレード検出手段とを含む切削装置に関するもので、切削ブレード検出手段が、発光部及び受光部にエアを供給するエア供給ノズルと、水を吐出する水吐出手段と、吐出された水によって発光部及び受光部を水没させる水没形成手段とを有し、水没形成手段は、発光部及び受光部が立設された底部と、発光部及び受光部を側方から包囲する包囲位置と発光部及び受光部の側方を開放する開放位置とに位置付けられる側壁部と、切削手段によって押圧される被押圧部と、被押圧部と側壁部とを連結する連結部とを有し、側壁部は、被押圧部が切削手段に押圧されることによって開放位置に位置付けされ、切削手段が被押圧部を押圧しない状態では側壁部が包囲位置に位置付けされ、水吐出手段から吐出された水が側壁部と底部とに囲まれた空間に供給されて発光部及び受光部が水没することを特徴とする。
【０００８】
この場合は、側壁部を包囲位置に付勢する付勢手段を備え、切削手段による被押圧部に対する押圧の方向が付勢手段の付勢方向と反対の方向である構成とすることが望ましい。
【０００９】
第二の発明は、上記の切削装置を用い、保持手段に保持されたワークを切削手段によって切削して個々のチップに分割するチップの生産方法に関するもので、少なくともワークに切削水を供給しながらワークに切削ブレードを切り込ませて切削加工する間は、水没形成手段によって発光部及び受光部を水没させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る切削装置では、水没形成手段によって発光部及び受光部を水没させることで、水が切削水や切削屑が飛散する空間と発光部及び受光部とを水によって隔離することができる。したがって、ワークの切削中においても発光部及び受光部に切削水や切削屑が付着するのを防止することができ、これによって、切削ブレードの切り込み深さを制御するにあたっての基準位置の設定や切削ブレードの欠けや磨耗の検出を精度良く行うことができる。
【００１１】
水没形成手段が、発光部及び受光部が立設された底部と、発光部及び受光部を側方から包囲する包囲位置と発光部及び受光部の側方を開放する開放位置とに位置付けられる側壁部と、切削手段によって押圧される被押圧部と、被押圧部と側壁部とを連結する連結部とを有し、側壁部が、被押圧部が切削手段に押圧されることによって開放位置に位置付けされ、切削手段が被押圧部を押圧しない状態では側壁部が包囲位置に位置付けされ、水吐出手段から吐出された水が側壁部と底部とに囲まれた空間に供給されて発光部及び受光部が水没するように構成されるため、蓋部材が不要となり構成が簡素化されてコストが安くなると共に、切削ブレードによる被押圧部の押圧により自動的に側壁部を開放位置に位置付けすることができるため、制御も簡素化される。
【００１２】
また、側壁部を包囲位置に付勢する付勢手段を備え、切削手段による被押圧部に対する押圧の方向が付勢手段の付勢方向と反対の方向になるように構成すると、切削手段の位置のみで側壁部の位置が決まることになり、側壁部の位置制御が不要となる。
【００１３】
本発明に係るチップの生産方法では、少なくともワークに切削水を供給しながらワークに切削ブレードを切り込ませて切削加工する間は水没形成手段によって発光部及び受光部を水没させるようにすることにより、切削により切削水や切削屑が飛散しても、発光部及び受光部が水によって保護されて切削水や切削屑が付着することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の例）
図１に示す切削装置１は、半導体ウェーハ等のワーク（被加工物）を切削加工して個々のチップとする切削手段２を備えている。ワークとしては、例えば、半導体ウェーハ等のウェーハ、チップ実装用にウェーハの裏面に設けられるダイアタッチフィルム等の粘着部材、半導体製品のパッケージ、ガラス系あるいはシリコン系の基板、ミクロンオーダーの加工精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。また、切削加工には、完全切断や溝入れ加工等がある。
【００１５】
切削手段２は、水平方向の軸心を有する回転軸２０と、回転軸２０を回転可能に支持するハウジング２１と、回転軸２０の一方の先端部に装着された切削ブレード２２と、切削ブレード２２を上方から覆うブレードカバー２３とを有している。切削ブレード２２は、基台２２０の周縁部に切り刃２２１が固着されて形成されており、ナット２４によって回転軸２０に固定されている。回転軸２０の他方の先端部（切削ブレード２２が装着されていない方の先端部）には、図示しないモータが連結され、モータに駆動されて回転軸２０が回転し、切削ブレード２２も回転する構成となっている。ブレードカバー２３は、切削ブレード２２の両側に配設された一対の切削水供給ノズル２３０を有しており、この切削水供給ノズル２３０から切削ブレード２２の切り刃２２１とワークとの接触部位に対して切削水を供給することができる。切削手段２は、回転軸２０の軸心方向であるＹ軸方向に移動可能であると共にＹ軸方向に直交する垂直方向であるＺ軸方向に上下動可能となっている。また、Ｙ軸方向に対して水平方向に直交する方向がＸ軸方向となっている。
【００１６】
Ｙ軸方向の移動によって切削ブレード２２が位置しうる位置の下方には、切削ブレード２２を検知するセンサーである切削ブレード検出手段３が配設されている。この切削ブレード検出手段３は、切削ブレード２２のＺ軸方向の移動の基準位置を定めたり、切り刃２２１の欠けや摩耗の状態の検出のために使用されるもので、発光部３０と受光部３１とが対面しており、発光部３０から発光され受光部３１で受光される光の光軸がＹ軸方向と同方向となると共に、切り刃２２１の厚さ方向となるように構成されている。発光部３０と受光部３１との間には、切削ブレード２２を収容するための収容領域３２が形成されている。
【００１７】
切削ブレード検出手段３は、水を吐出する一対の水吐出手段３６と、発光部３０及び受光部３１に向けてエアを噴出して付着物を吹き飛ばすエア供給ノズル３７と、水吐出手段３６によって吐出された水によって発光部３０及び受光部３１を水没させる水没形成手段３３とを備えている。水没形成手段３３は、ブロック３４を介して発光部３０及び受光部３１を立設する底部３５と、発光部３０及び受光部３１を覆う閉位置と発光部３０及び受光部３１を露出させる開位置とに選択的に位置付けられる蓋部３８と、蓋部３８を閉位置と開位置とに位置付ける駆動部３９とを有している。図示の例では底部３５にゴム等からなる弾性シート３５０が敷設されている。蓋部３８は、回動軸３８０を有し、回動軸３８０が駆動部３９によって駆動されて回動することにより蓋部３８が回動して閉位置と開位置とをとりうる。また、蓋部３８の側面には図示の例ではスリット状の貫通孔３８１が形成されている。駆動部３９は、２つのエア注入部３９０を備えており、一方のエア注入部３９０にエアを注入すると蓋部３８を閉位置に位置付けし、他方のエア注入部３９０にエアを注入すると蓋部３８を開位置に位置付けすることができる。２つのエア注入部３９０は、図示しないエア制御部に連結されており、そのエア制御部からいずれかのエア注入部３９０にエアが送り込まれて蓋部３８が駆動される。図１では、蓋部３８が開位置に位置した状態を示している。
【００１８】
図１に示すように蓋部３８が開位置にあり、発光部３０及び受光部３１が露出した状態では、ワークに対する切削ブレード２２の切り込み深さの基準位置の設定（以下「セットアップ」という。）や、切削ブレード２２の切り刃２２１の欠けや摩耗の検査を行うことができる。例えばセットアップ時には、まず、切削ブレード２２がブレード検出手段３の直上に位置するように切削手段２をＹ軸方向に移動させた後に切削手段２を下降させていき、図２に示すように、切り刃２２１を収容領域３２に位置合わせする。このとき、発光部３０からは常に指向性の高い光が発光され、受光部３１では受光した光の強度に対応した電気信号が出力されており、切り刃２２１によって光が遮られない状態においては受光部３１における受光量は一定となる。一方、切り刃２２１によって光が遮られると受光部３１における受光量が低下するため、そのときの切削ブレード２２のＺ軸方向の位置を切り込み方向を基準位置とし、切り込み制御部５が記憶する。その記憶された基準位置の情報は、ワークを切削する際の切り込み深さの制御に用いられる。
【００１９】
一方、図３に示すように、蓋部３８が閉位置に位置すると、発光部３０及び受光部３１は蓋部３８によって覆われ、この状態では、図１に示した発光部３０、受光部３１、ブロック３４、水吐出手段３６及びエア供給ノズル３７が蓋部３８によって上方から覆われた状態となる。そして、その状態において図１に示した水吐出手段３６から水が吐出されると、図４に示すように、底部３５と蓋部３８とに囲まれ規制された空間に水３６ａが溜まっていくため、発光部３０及び受光部３１が水没する。そして、蓋部３８の側面に形成された貫通孔３８１の高さまで水位が上昇すると、水３６ａが貫通孔３８１から外部に流出し、水吐出手段３６からの水の吐出を止めなくても蓋部３８の内部における水位は一定に保たれる。特に、図示の例のように、底部３５に弾性シート３５０を敷設すると、蓋部３８との間でのシール性が高まるため、底部３５と蓋部３８との間から水がもれるのを防止することができる。このように、蓋部３８の状態に応じて発光部３０及び受光部３１を水没させたり水没させなかったりすることができる。
【００２０】
図５に示すように、切削装置１では、保持手段４によってワークＷが保持され、保持手段４がＸ軸方向（図１参照）に移動すると共に、高速回転する切削ブレード２２がワークＷに切り込むことにより切削加工が行われてワークＷが分割され、個々のチップが生産される。切削時には切削ブレード２２とワークＷとの接触部位に対して切削水供給ノズル２３０から切削水２３０ａが供給される。そしてその切削水２３０ａは、切削ブレード２２の回転によって切削により生じた切削屑と共に霧状の切削水２３０ｂとなって飛散し、切削ブレード検出手段３の方向にも飛散する。
【００２１】
そこで、切削ブレード２２によるワークＷの切削時には、図１、３に示した駆動部３９による制御の下で蓋部３８を閉位置に位置付けると共に、水吐出手段３６から水を吐出させると、発光部３０及び受光部３１が水没する。そして、蓋部３８の側面に形成された貫通孔３８１の高さまで水位が上昇すると、水３６ａが貫通孔３８１から外部に流出し、水吐出手段３６からの水の吐出を止めなくても蓋部３８の内部における水位は一定となる。飛散する切削水の汚れがひどい場合は、水を吐出し続けると、蓋部３８の内部が常に汚染されていない水で満たされるため、汚染された切削水の侵入を効果的に防止することができる。また、貫通孔３８１から流れ出る水が切削水や切削屑を外部に流すことができるため、より効果的である。一方、切削水の汚れがそれほどひどくない場合は、発光部３０及び受光部３１が水没した時点で水の吐出を止めてもよく、この場合は節水することができる。いずれにしても、発光部３０及び受光部３１が水没することによって、発光部３０及び受光部３１を切削水２３０ｂや切削屑が飛散する空間から完全に遮断することができるため、発光部３０及び受光部３１に切削水２３０ｂや切削屑が付着することがない。なお、図示の例では、貫通孔３８１が切削手段２に近い方の側面に形成されているが、蓋部３８における切削手段２から遠いほうの側面に貫通孔３８１を形成すると、切削水や切削屑がより侵入しにくくなる。
【００２２】
一方、ワークＷの切削前や切削ブレード２２の交換直後に行ういわゆるセットアップ時、切削後や切削の合間等に行う切り刃２２１の欠けや摩耗等の検査時など、切削水２３０ｂが飛散していないときに切削ブレード検出手段３によって切削ブレード２２を検出する作業を行う場合には、駆動部３９による制御の下で図１に示したように蓋部３８を開位置に位置付け、図１に示したエア供給ノズル３７から発光部３０及び受光部３１に対してエアが噴出されて水を吹き飛ばした後に、図２に示したように切削ブレード２２の切り刃２２１が発光部３０と受光部３１との間に位置合わせされて受光部３１における受光量に基づいた処理が行われるが、ワークＷの切削時に発光部３０及び受光部３１を水没させて切削水や切削屑が付着しないようにしたため、発光部３０からの発光及び受光部３１における受光が常に正常に行われる。したがって、セットアップにおける基準位置の設定を高精度に行うことができると共に、切り刃２２１の欠けや摩耗を精度良く検出することができ、これによってワークの切削精度も向上させることができる。
【００２３】
なお、切削装置１の未使用時には、発光部３０及び受光部３１に異物が付着するのを防止するため、保護カバー手段３３を保護状態としておくことが望ましい。
【００２４】
（第２の例）
図６に示す切削装置６は、半導体ウェーハ等のワークを切削加工する上下動可能な切削手段７を備えている。この切削手段７は、ハウジング７０の下部から下方に突出した押圧部７１を備えている。切削手段７のその他の構成については図１に示した切削装置１の切削手段２と同様であるが、説明の便宜上、構成を簡略化して図示している。なお、図１に示した切削手段２と同様に構成される部位については、図１と同様の符号を付し、その説明は省略するものとする。また、切削装置６が切削対象とするワーク及び切削加工の種類も、図１に示した切削装置１と同様である。
【００２５】
Ｙ軸方向の移動によって切削ブレード２２が位置しうる位置の下方には、切削ブレード２２を検知するセンサーである切削ブレード検出手段８が配設されている。切削ブレード検出手段８は、対面した発光部８０及び受光部８１と、水を吐出する水吐出手段８２と、吐出された水に発光部８０及び受光部８１を水没させる水没形成手段８３と、発光部８０及び受光部８１にエアを供給するエア供給ノズル８４とを備えている。
【００２６】
水没形成手段８３は、発光部８０及び受光部８１が立設された底部８５と、上下動可能に構成され発光部８０及び受光部８１を側方から包囲する包囲位置と発光部８０及び受光部８１の側方を開放する開放位置とに位置付けられる側壁部８６と、切削手段７の下降により押圧部７１によって押圧される被押圧部８７と、被押圧部８７と側壁部８６とを連結する連結部８８とを有し、被押圧部８７が押圧されて下降するのに伴い側壁部８６も下降して開放位置に位置することとなり、発光部８０及び受光部８１が露出する。図６では側壁部８６が開放位置に位置している状態を示しており、側壁部８６の上部は開口している。
【００２７】
連結部８８は、その下方に備えたコイルバネ等からなる付勢手段８９によって上方に付勢されており、連結部８８に連結された側壁部８６も同方向に付勢されている。連結部８８が付勢され、切削手段７が被押圧部８７を押圧しない状態では、図７に示すように、側壁部８６は包囲位置に位置決めされる。したがって、切削手段７の位置のみで側壁部８６の位置が決まることになり、側壁部８６の位置制御が不要となる。
【００２８】
例えば、切削ブレード２２の切り刃２２１を発光部８０と受光部８１との間に位置させてセットアップを行おうとするときは、図６に示すように、切削手段７を下降させることにより押圧部７１が被押圧部８７を下方、すなわち付勢手段８９の付勢の方向と反対の方向に押圧するため、これによって側壁部８６も下降して開放位置に位置付けされ、発光部８０及び受光部８１が露出してセットアップができる状態となる。
【００２９】
一方、図５に示したように保持手段４において保持されたワークＷを切削する間は、飛散する切削水や切削屑が発光部８０及び受光部８１に付着しないようにするために、図７に示すように、押圧部７１による被押圧部８７の押圧をせずに、側壁部８６を発光部８０及び受光部８１の側方において起立させて四方から包囲した包囲位置に位置付け、発光部８０及び受光部８１が側壁部８６によって側方から覆われた状態とする。そして、水吐出手段８２から水を吐出すると、その水が底部８５と側壁部８６とによって囲まれ規制された空間に溜まり、その溜まった水８２ａによって発光部８０及び受光部８１が水没する。水吐出手段８２からの水の吐出を続ければ、側壁部８６の上端から水８２ａがあふれ出し、あふれ出る水が切削水や切削屑を外部に流すことができるため、より効果的である。一方、切削水の汚れがそれほどひどくない場合は、発光部８０及び受光部８１が水没した時点で水の吐出を止めてもよく、この場合は節水することができる。いずれにしても、発光部８０及び受光部８１が水没することによって、発光部８０及び受光部８１を切削水や切削屑が飛散する空間から完全に遮断することができるため、発光部８０及び受光部８１に切削水や切削屑が付着することがない。
【００３０】
このように、ワークＷの切削時に発光部８０及び受光部８１を水没させて切削水や切削屑が付着しないようにしたため、発光部８０からの発光及び受光部８１における受光が常に正常に行われる。したがって、セットアップにおける基準位置の設定を高精度に行うことができると共に、切り刃２２１の欠けや摩耗を精度良く検出することができ、これによってワークの切削精度も向上させることができる。また、第一の例における蓋部３８のような蓋部材が不要となり、構成が簡素化されてコストが安くなると共に、切削ブレード２２による被押圧部８７の押圧により自動的に側壁部８６を開放位置に位置付けすることができるため、制御も簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】切削手段及び切削ブレード検出手段を示す斜視図である。
【図２】切削ブレードの切り込み深さの基準位置の設定をする状態を略示的に示す断面図である。
【図３】蓋部が閉位置にあり発光部及び受光部が水没した状態を示す斜視図である。
【図４】蓋部が閉位置にあり発光部及び受光部が水没した状態を略示的に示す断面図である。
【図５】ワークを切削する状態を略示的に示す断面図である。
【図６】側壁部が開放位置にある状態を示す斜視図である。
【図７】側壁部が包囲位置にあり発光部及び受光部が水没した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：切削装置
２：切削手段
２０：回転軸  ２１：ハウジング
２２：切削ブレード  ２２０：基台  ２２１：切り刃
２３：ブレードカバー
２３０：切削水供給ノズル  ２３０ａ：切削水  ２３０ｂ：霧状の切削水
２４：ナット
３：切削ブレード検出手段
３０：発光部  ３１：受光部  ３２：収容領域
３３：水没形成手段  ３４：ブロック  ３５：底部  ３５０：弾性シート
３６：水吐出手段  ３６ａ：水  ３７：エア供給ノズル
３８：蓋部  ３８０：回動軸  ３８１：貫通孔
３９：駆動部  ３９０：エア注入部
４：保持手段  ５：切り込み制御部
６：切削装置
７：切削手段  ７０：ハウジング
８：切削ブレード検出手段
８０：発光部  ８１：受光部  ８２：水吐出手段  ８２ａ：水  ８３：水没形成手段
８４：エア供給ノズル  ８５：底部  ８６：側壁部  ８７：被押圧部  ８８：連結部
８９：付勢手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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